Question 1

Was passiert, wenn Initiatorproteine an den Replikationsursprung in Prokaryoten binden?

Accepted Answer

Initiatorproteine binden sich an den Replikationsursprung, eine kleine DNA-Region mit einer spezifischen Basensequenz, und bilden einen Komplex, der zunächst das DNA Stränge trennt. Dieser Komplex bereitet die DNA für das Aufwickeln durch die Helikase und nachfolgende Replikationsmaschinerie vor, um mit der Synthese neuer DNA-Stränge zu beginnen.

Question 2

Warum erfolgt die prokaryotische DNA-Synthese unterschiedlich auf dem führenden und dem verzögerten Strang?

Accepted Answer

DNA-Polymerase synthetisiert DNA nur in der 5' zu 3' Richtung. Der führende Strang hat die gleiche Orientierung wie die Replikationsgabel, was eine kontinuierliche Synthese ermöglicht. Der hintere Strang hat die entgegengesetzte Orientierung und erfordert die Synthese in kurzen Abschnitten, sogenannten Okazaki-Fragmenten, die später durch DNA-Ligase zusammengefügt werden.

Question 3

Welche Rolle spielen single-strängige DNA-bindende Proteine während der prokaryotischen Replikation?

Accepted Answer

Einzelsträngige DNA-bindende Proteine stabilisieren die neu getrennten DNA-Stränge, nachdem die Helicase die Doppelhelix durch Brechen von Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen aufgewickelt hat. Diese Proteine verhindern, dass die Einzelstränge wieder aneinanderlagern oder Sekundärstrukturen bilden, und halten sie als Matrizen für die DNA-Polymerase verfügbar.

Question 4

Wie reduziert die Topoisomerase die torsionelle Belastung während der DNA-Replikation?

Accepted Answer

Wenn die Helikase die DNA-Doppelhelix entwindet, erzeugt sie eine torsionale Belastung vor der Replikationsgabel. Topoisomerase-Enzyme binden an die DNA und brechen eine Seite des Phosphat-Zucker-Rückgrats auf, wodurch sich die Helix schneller entwindet und diese Spannung während des Replikationsprozesses gelindert wird.

Question 5

Was ist die Rolle von RNA-Primern bei der prokaryotischen DNA-Replikation?

Accepted Answer

Primase synthetisiert kurze RNA-Primer, die komplementär zur DNA-Matrizensequenz sind. Diese Primer stellen die 3'-OH-Gruppe bereit, die die DNA-Polymerase benötigt, um mit dem Hinzufügen von Nukleotiden zu beginnen. Nach der Replikation werden RNA-Primer entfernt und durch Enzyme wie DNA-Polymerase I durch DNA ersetzt und dann durch DNA-Ligase verbunden.

Question 6

Warum wird die prokaryotische DNA-Replikation als semikonservativer Prozess betrachtet?

Accepted Answer

Während der semikonservativen Replikation entwindet sich das ursprüngliche doppelsträngige DNA-Molekül, und jeder ursprüngliche Strang dient als Vorlage für einen neuen komplementären Strang. Das Ergebnis sind zwei DNA-Moleküle, die jeweils einen ursprünglichen Strang und einen neu synthetisierten Strang aus dem Replikationsprozess enthalten.

Question 7

Wie kann sich E. coli alle 20 Minuten teilen, wenn die DNA-Replikation 40 Minuten dauert?

Accepted Answer

E. coli initiiert eine neue Runde der DNA-Replikation vom Replikationsursprung, bevor die vorherige Runde abgeschlossen ist. Tochterzellen erhalten Chromosomen, die bereits Replikation in Eukaryoten durchlaufen, sodass sie sich wieder schnell teilen können, ohne auf die vollständige Genomverdoppelung warten zu müssen.

Replikation in Prokaryoten

Überblick

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